JP6525236B2 - 減光式煙検知器 - Google Patents

Description

本発明は、減光式煙検知器に関し、特に送光器と受光器とが分離され、所定の間隔をおいて対向配置される減光式煙検知器に関する。

一般的に、トンネルに取り付ける火災検出手段は、炎の独特の波長を捉えて火災を検出する炎感知器であることが多い（特許文献１参照）。しかし、例えば、鉄道用トンネルにおいては、火災が列車の貨物内で発生する可能性があり、貨物内で発生している火災は、炎感知器では検出することができない。そのような場合を想定し、トンネルには炎感知器だけではなく、さらに煙検出手段を備えることも考えられる。

大空間に取り付ける煙検出手段としては、光電式分離型感知器があるが、光電式分離型感知器は、送光器と受光器とを分離して配置し、送光器と受光器との光軸を調整する必要があり、光軸がずれると、煙を検出することができなくなる（特許文献２参照）。このような光電式分離型感知器をトンネルに取り付けた場合、トンネル内を通過する自動車や列車の振動によって、光電式分離型感知器の光軸がずれる可能性があるため、トンネルに光電式分離型感知器を取り付けることは現実的ではない。
そこで、トンネルには、送光器と受光器とが分離して配置され、かつ光軸が固定されている減光式煙検知器を設けることが考えられる（特許文献３参照）。

特開２００２−１９７５８０号公報 実開平０６−０３７９８８号公報 実開平０３−０７０７００号公報

しかし、トンネル内は汚損物質が多く浮遊しているため、特許文献３のような減光式煙検知器では、送光器と受光器とを枠体で固定しているだけなので、送光器の発光素子及び受光器の受光素子の正面に設けられる透光性窓等がすぐに汚損してしまう。その結果、煙を正確に検出することができなくなる。また、正常に煙の検出をさせるために、減光式煙検知器の清掃をこまめに行う必要がある。

本発明は、上記のような課題を背景としてなされたもので、汚損を抑え、長い期間、正確に動作する減光式煙検知器を提供することを目的とする。

本発明は、発光素子を備える送光器と、受光素子を備える受光器と、を備え、送光器と受光器とが対向配置される減光式煙検知器において、送光器及び受光器は、固定板により連結されて光軸が固定されると共に、発光素子及び受光素子の正面に、ラビリンス部を設け、ラビリンス部は、有底円筒状からなる複数のラビリンス片を連結させてなり、ラビリンス片に設けられる平板部には、小孔が設けられ、前記小孔は、先端の前記ラビリンス片に向かうに従って、内径を大きくすることを特徴とするものである。

本発明の減光式煙検知器は、発光素子及び受光素子の正面にラビリンス部を設けるので、減光式煙検知器の汚損を抑制し、長い期間、正確に動作させることができる。

実施の形態に係る減光式煙検知器１を示す斜視図である。 実施の形態に係る減光式煙検知器１を示す断面図である。 実施の形態に係る減光式煙検知器１の送光器２の分解斜視図である。 実施の形態に係る減光式煙検知器１の第１ラビリンス片２０の正面の形状を示す斜視図である。 実施の形態に係る減光式煙検知器１の第１ラビリンス片２０の背面の形状を示す斜視図である。 実施の形態に係る減光式煙検知器１の第２ラビリンス片３０の正面の形状を示す斜視図である。 実施の形態に係る減光式煙検知器１の第２ラビリンス片３０の背面の形状を示す斜視図である。

以下、本発明に係る減光式煙検知器１の実施の形態について、図１乃至７を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の説明では、上方・下方とは、減光式煙検知器１の後述する固定枠４を下方に向けたときにおける方向を指す。即ち、図２において、図の上側が上方であり、図２の下側が下方である。また、前方・後方とは、後述する送光器２の場合、対向する受光器３側が前方で、受光器３側の反対方向が後方である。反対に、受光器３の場合、対向する送光器２側が前方で、送光器２側の反対方向を後方とする。

［減光式煙検知器１の構成］
本発明の実施の係る減光式煙検知器１は、図１及び図２に示す通り、それぞれ対向配置される送光器２及び受光器３と、送光器２及び受光器３を連結して光軸を固定する固定板４からなる。

送光器２は、本体５、及び本体５に設けられ前方に突出するラビリンス部１０からなる。本体５は、固定板４の端部に設けられ、内部に基板７を有している。基板７には発光素子７ａが設けられており、本体５であって、発光素子７ａに対向する位置に図示しない透光性窓（送光窓）が設けられている。本体５に設けられる透光性窓及び発光素子７ａと同軸上に、即ち正面にラビリンス部１０が設けられる。なお、基板７は、本体５及び本体５に設けられる透光性窓によって密閉されており、本体５内に水や空気等が流入することはない。

受光器３は、送光器２と同様の構造をしており、本体６が、送光器２の本体５とは反対側の固定板４の端部に設けられ、本体６から前方に突出するラビリンス部１０が設けられている。本体６は、内部に基板８を有し、基板８には受光素子８ａが設けられており、本体６であって、受光素子８ａに対向する位置に図示しない透光性窓（受光窓）が設けられている。本体６に設けられる透光性窓及び受光素子８ａと同軸上に、即ち正面にラビリンス部１０が設けられる。なお、基板８は、本体６及び本体６に設けられる透光性窓によって密閉されており、本体６内に水や空気等が流入することはない。
なお、透光性窓（送光窓／受光窓）は、透光性を有するガラスや樹脂からなり、円板形状をなしているものとして説明するが、透光性窓は円板形状の透光性部材でなく、例えば、凸レンズやフレネルレンズ等のレンズで構成しても良い。

ラビリンス部１０は、送光器２及び受光器３にそれぞれ設けられるものであるが、送光器２に設けられるラビリンス部１０と受光器３に設けられるラビリンス部１０は同一のものである。従って、ラビリンス部１０の説明は、送光器側２のみを示した分解斜視図である図３を用いて行う。
ラビリンス部１０は、ラビリンス部１０の先端（前方）に設けられる第１ラビリンス片２０と、第１ラビリンス片２０と本体５（受光器３の場合であれば本体６）との間に設けられる３つの第２ラビリンス片３０とが連結されてなる。

第１ラビリンス片２０は、図３乃至５に示す通り、有底円筒状であり、内壁基端側（後方）には、第２ラビリンス片３０と螺着する第１雌ネジ部２６が設けられる。また、第１ラビリンス片２０は、先端側（前方）に平板部２２が設けられ、平板部２２の中心部には小径の小孔２４が設けられている。小孔２４は、発光素子７ａから発光される光が通る孔であり、従って、発光素子７ａと小孔２４とは同軸上に設けられている。
第１ラビリンス片２０の後段に設けられる第２ラビリンス片３０は、図３、図６及び図７に示す通り、円筒状（有底円筒状）であり、内部の中間位置に平板部３２が設けられる。第２ラビリンス片３０は、先端側（前方）の外周面に第２雄ネジ部３５が設けられ、内壁基端側（後方）に第２雌ネジ部３６が設けられる。

複数設けられる第２ラビリンス片３０のうち、最前方の第２ラビリンス片３０（第１ラビリンス片２０の１つ後段の第２ラビリンス片３０）の場合、第２雄ネジ部３５は、第１ラビリンス片２０の第１雌ネジ部２６に螺合され、第２ラビリンス片３０は第１ラビリンス片２０に連結する。

前方の第２ラビリンス片３０より後段（後方）に接続され、かつ本体５に直接接続されない第２ラビリンス片３０の場合、第２雄ネジ部３５が１つ前段（前方）の第２ラビリンス片３０の第２雌ネジ部３６に螺合し、第２雌ネジ部３６は、１つ後段の第２ラビリンス片の第２雄ネジ部３６に接続される。

最後段の第２ラビリンス片３０の場合、送光器２の本体５に設けられる第１雄ネジ部９に、第２雌ネジ部３６が螺合される。これにより、本体５に第２ラビリンス片３０が接続され、該第２ラビリンス片３０に第２ラビリンス片３０及び第１ラビリンス片２０を接続することで、本体５にラビリンス部１０を接続することができる。なお、受光器３の本体６にラビリンス部１０を接続するには、送光器２と同様に、本体６に設けられている第１雄ネジ部９に、最後段の第２ラビリンス片３０の第２雌ネジ部３６を螺着させれば良い。

第２ラビリンス片３０の平板部３２の中心部には小径の小孔３４が設けられている。小孔３４は、発光素子７ａから発光される光が通る孔であり、発光素子７ａと小孔３４とは同軸上に設けられている。即ち、第１ラビリンス片２０の小孔２４と、第２ラビリンス片３０の小孔３４と、発光素子７ａとは同軸上に設けられる。ここでは、小孔２４と小孔３４の内径は等しいものとして説明する。

本発明の実施の形態では、上記のような構成により、第１ラビリンス片２０と第２ラビリンス片３０との間、第２ラビリンス片３０同士の間に空間Ｓが形成される。即ち、空間Ｓは、第１ラビリンス片２０の平板部２２及び１つ後段の第２ラビリンス片３０の平板部３２との間に形成されるか、第２ラビリンス片３０の平板部３２及び１つ後段の第２ラビリンス片３０の平板部３２との間に構成される。

［動作説明］
本発明の実施の形態に係る減光式煙検知器１の動作について、図２に基づいて、以下に説明する。
送光器２の発光素子７ａは、一定周期、例えば３秒ごとに近赤外線光を発光している。発光素子７ａから発光された光は、送光器２の本体５に設けられる透光性窓を透過した後、送光器２に螺着されているラビリンス部１０の小孔、即ち、第２ラビリンス片３０の小孔３４と、第１ラビリンス片２０の小孔２４を通り、受光器３側に向かう。そして、発光素子７ａから発光された光は、受光器３に設けられるラビリンス部１０の小孔、即ち、第１ラビリンス片２０の小孔２４と、第２ラビリンス片３０の小孔３４を通り、受光器３の本体６に設けられる透光性窓を透過して、受光素子８ａに到達する。

受光素子８ａは、発光素子７ａの発光タイミングと同期されており、発光素子７ａの発光と同じ周期で受光する。そして、受光器３は、受光素子８ａの受光出力が設定した閾値よりも下がった場合、即ち、設定値以上の減光率となった場合に、火災信号を図示しない火災受信機に出力する。

［効果］
本発明の実施の形態に係る減光式煙検知器１は、上記のような構成により、以下のような特有の効果を有する。
減光式煙検知器１は、汚損物質が多く浮遊し、かつ湿度が高いトンネルに設けられているため、大変汚損しやすく、特に、発光素子７ａ及び受光素子８ａの正面に設けられる透光性窓が汚損すると、火災を正確に検知することが難しくなる。

そこで、本発明の実施の形態に係る減光式煙検知器１では、発光素子７ａ及び受光素子８ａの正面に設けられる透光性窓の正面にラビリンス部１０を設けている。ラビリンス部１０は、第１ラビリンス片２０の小孔２４、第２ラビリンス片３０の小孔３４を有するため、浮遊している汚損物質が透光性窓に到達することを抑制している。

つまり、汚損物質のほとんどは第１ラビリンス片２０の小孔２４を通過できず、小孔２４を通過したわずかな汚損物質は、多くが第２ラビリンス片の小孔３４に阻まれることになる。そして、小孔３４に阻まれた汚損物質は、第１ラビリンス片２０と、その後段に設けられる第２ラビリンス片３０との間に形成される空間Ｓに蓄積される。そして、第２ラビリンス片３０の小孔３４を通過した汚損物質は、そのほとんどが第２ラビリンス片３０と、その後段の第２ラビリンス片３０との間の空間Ｓに蓄積する。

即ち、ラビリンス部１０は第１ラビリンス片２０と、少なくとも１つ以上の第２ラビリンス片３０で構成されるため、汚損物質が発光素子７ａ及び受光素子８ａの正面に設けられる透光性窓にほとんど到達しなくなる。これにより、トンネル内であっても、汚損を防ぎ、火災を正確に検知することが可能となる。

また、ラビリンス部１０は、螺着されている第１ラビリンス片２０と、少なくとも１つ以上の第２ラビリンス片３０とが容易に取り外し可能であるため、メンテナンス時等にラビリンス部１０を分解して、空間Ｓに蓄積した汚損物質を掃除することが容易である。そして、掃除したラビリンス部１０は、螺着させることで容易に本体５又は本体６に接続することができる。

また、ラビリンス部１０は、発光素子７ａ及び受光素子８ａの正面に設けられる透光性窓の汚損を防ぐだけではなく、トンネル内を走る自動車や列車のライトの光が受光素子８ａに入光することを防ぐことができる。

なお、ラビリンス部１０は、第１ラビリンス片２０と、３つの第２ラビリンス片３０で構成されるとしたが、汚損物質があまり浮遊していない環境に減光式煙感知器１を設置する場合、第２ラビリンス片３０を使用せず、第１ラビリンス片２０を送光器２又は受光器３に直接取り付けても良い。第１ラビリンス片２０を直接送光器２に取り付けるには、第１ラビリンス片２０の第１雌ネジ部２６を送光器２の第１雄ネジ部９に螺着させれば良い。

また、発光素子７ａ及び受光素子８ａの正面に設けられる透光性窓の汚損を防ぐためには、第２ラビリンス片３０は多いほど良く、環境に応じて取り付ける第２ラビリンス片３０の数を変えれば良い。即ち、本発明の実施の形態では、第２ラビリンス片３０は３つとして説明したが、第２ラビリンス片３０の数はそれだけに限らず、それより多くても少なくても良い（０個も含む）。一般的に、減光式煙感知器１はトンネル等の汚損物質が多く浮遊している場所に取り付けられることが想定されるので、第２ラビリンス片３０は少なくとも１つ以上あることが望ましい。

また、小孔２４、小孔３４の内径は小さいほど汚損物質の通過を抑制できるが、発光素子７ａから発光される近赤外線光を通過させるために、ある程度の大きさが必要とされる。小孔２４、小孔３４の内径は、例えば、３ｍｍ〜３０ｍｍが望ましい。

また、本発明の実施の形態では、小孔２４、小孔３４の内径は等しいものとして説明したが、小孔２４、小孔３４の内径は異なっていても良い。例えば、発光素子７ａから発光される光の拡散に合わせて、基端の第２ラビリンス片３０から先端の第２ラビリンス片３０に向かって、小孔３４の内径を大きくしていっても良い。この場合、第１ラビリンス片２０の小孔２４の内径は、第１ラビリンス片２０の後段に設けられる第２ラビリンス片３０の小孔３４の内径と同じか、それより大きく構成される。

１ 減光式煙検知器、２ 送光器、３ 受光器、４ 固定板、５ 本体部、６ 本体部、７ 基板、７ａ 発光素子、８ 基板、８ａ 受光素子、９ 第１雄ネジ部、１０ ラビリンス部、２０ 第１ラビリンス片、２２ 平板部、２４ 小孔、２６ 第１雌ネジ部、３０ 第２ラビリンス片、３２ 平板部、３４ 小孔、３５ 第２雄ネジ部、３６ 第２雌ネジ部、Ｓ 空間。

Claims (1)

1. 発光素子を備える送光器と、受光素子を備える受光器と、を備え、前記送光器と前記受光器とが対向配置される減光式煙感知器において、
   前記送光器及び前記受光器は、固定板により連結されて光軸が固定されると共に、前記発光素子及び前記受光素子の正面に、ラビリンス部を設け、
   前記ラビリンス部は、有底円筒状からなる複数のラビリンス片を連結させてなり、
   前記ラビリンス片に設けられる平板部には、小孔が設けられ、
   前記小孔は、先端の前記ラビリンス片に向かうに従って、内径を大きくすることを特徴とする減光式煙検知器。
   

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